探秘Profibus現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊

關(guān)于Profibus協(xié)議介紹
Profibus（ProcessFieldbus）是一種用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，在工廠自動化和過程自動化中發(fā)揮著重要作用，以下是關(guān)于Profibus協(xié)議的詳細(xì)介紹：

1.發(fā)展歷程：Profibus是德國標(biāo)準(zhǔn)（DIN19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN50170）的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由西門子公司等13家企業(yè)和5家科研機(jī)構(gòu)在1987年共同推出，目的是為了滿足工業(yè)現(xiàn)場對不同設(shè)備之間高效、可靠通信的需求。經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，已成為全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場總線技術(shù)之一。

2.協(xié)議類型：

Profibus-DP（DecentralizedPeriphery）：這是Profibus應(yīng)用最廣泛的類型，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I/O之間的高速數(shù)據(jù)通信。它主要用于制造業(yè)自動化，如汽車制造、機(jī)械加工等領(lǐng)域。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度快，典型的傳輸速率從9.6kbps到12Mbps不等，可在短時(shí)間內(nèi)傳輸大量數(shù)據(jù)，滿足實(shí)時(shí)控制的要求。例如，在汽車生產(chǎn)線上，PLC（可編程邏輯控制器）通過Profibus-DP與各種傳感器、執(zhí)行器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精確控制。

oProfibus-PA（ProcessAutomation）：主要應(yīng)用于過程自動化領(lǐng)域，尤其是在對安全性有較高要求的場合，如化工、石油、天然氣等行業(yè)。它符合本質(zhì)安全的要求，可用于危險(xiǎn)區(qū)域，通過一根總線同時(shí)實(shí)現(xiàn)供電和數(shù)據(jù)傳輸。Profibus-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用曼徹斯特編碼，傳輸速率為31.25kbps，能夠滿足過程自動化中對現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控和控制的需求。例如，在化工生產(chǎn)中，用于連接現(xiàn)場的壓力傳感器、溫度傳感器、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)測和控制。

oProfibus-FMS（FieldbusMessageSpecification）：用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。它提供了大量的通信服務(wù)，用于完成控制器和智能現(xiàn)場設(shè)備之間的通信以及控制器之間的信息交換。FMS主要用于解決車間級通用性通信任務(wù)，可實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間的互操作性。例如，在一個(gè)復(fù)雜的制造車間中，連接不同品牌的PLC、機(jī)器人控制器、CNC（數(shù)控機(jī)床）等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的信息共享和協(xié)同工作。

常見的Profibus主站協(xié)議轉(zhuǎn)換：

Profibus主站協(xié)議轉(zhuǎn)換在工業(yè)自動化系統(tǒng)集成中至關(guān)重要，能讓不同協(xié)議設(shè)備協(xié)同工作。常見的Profibus主站協(xié)議轉(zhuǎn)換類型及相關(guān)內(nèi)容如下：

1.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)MODBUSRTU即JM-DPM-RTU

2.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)Profinet即JM-DPM-PN

3.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)CCLINK即JM-DPM-CCLK

4.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)CCLINKIEFB即JM-DPM-CCLKIE

5.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)EtherCAT從站即JM-DPM-ECT

6.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)Ethernet/IP從站即JM-DPM-EIP

7.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)MODBUSTCP即JM-DPM-TCP

8.ProfibusDP主站轉(zhuǎn)DeviceNet從站即JM-DPM-DNT

Profibus主站協(xié)議拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)案例：

Profibus從站

Profibus從站是Profibus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中接收主站指令并向主站發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備。在Profibus網(wǎng)絡(luò)中，主站負(fù)責(zé)發(fā)起通信、調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源和控制從站設(shè)備；從站處于從屬地位，響應(yīng)主站的請求，提供設(shè)備的狀態(tài)信息或執(zhí)行主站下達(dá)的控制任務(wù)。一個(gè)Profibus網(wǎng)絡(luò)可以連接多個(gè)從站，從站地址在網(wǎng)絡(luò)中必須唯一，以確保主站能準(zhǔn)確與各個(gè)從站進(jìn)行通信。

1.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)MODBUSRTU即JM-RTU-DP

2.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)485(自由協(xié)議)即JM-RS485-DP

3.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)232(自由協(xié)議)即JM-RS232-DP

4.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)CANopen主站即JM-DP-COP

5.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)CAN即JM-DP-CAN

6.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)Ethernet/IP從站即JM-DP-EIP

7.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)MODBUSTCP即JM-DPS-TCP

8.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)EtherCAT從站即JM-DP-ECT

9.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)DeviceNet從站/主站即JM-DP-DNT(M/S)

10.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)CCLINKIEFB從站即JM-DP-CCLKIE

11.ProfibusDP從站轉(zhuǎn)CCLINK從站即JM-DP-CCLK

Profibus從站協(xié)議拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)案例：

Profibus作為工業(yè)自動化領(lǐng)域的重要通信協(xié)議，憑借其成熟的技術(shù)、可靠的性能和廣泛的應(yīng)用，為工業(yè)生產(chǎn)的自動化和智能化發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，Profibus將繼續(xù)適應(yīng)新的需求和挑戰(zhàn)，在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

ProfibusPA協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊說明

1、ProfibusPA轉(zhuǎn)RS485即JM-RTU-PA

2、ProfibusPA轉(zhuǎn)ProfibusPN耦合器即JM-DP-PA

Profibus協(xié)議應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

（一）汽車制造：在汽車生產(chǎn)線上，Profibus用于連接機(jī)器人、自動化裝配設(shè)備、檢測儀器等。比如車身焊接車間，大量的機(jī)器人通過Profibus與主控制系統(tǒng)通信，接收精確的動作指令，協(xié)同完成復(fù)雜的焊接任務(wù)；裝配環(huán)節(jié)，傳感器與執(zhí)行器借助Profibus實(shí)現(xiàn)零部件的精準(zhǔn)定位與安裝，保證裝配質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

（二）電子制造：電子制造工廠中，SMT（表面貼裝技術(shù)）設(shè)備、檢測設(shè)備和自動化物料輸送系統(tǒng)常通過Profibus組網(wǎng)。SMT貼片機(jī)依據(jù)Profibus傳來的程序數(shù)據(jù)，高速準(zhǔn)確地貼裝微小電子元件；檢測設(shè)備將檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

（三）化工生產(chǎn)：在化工生產(chǎn)過程中，涉及眾多溫度、壓力、流量等參數(shù)的監(jiān)測與控制。Profibus連接各類現(xiàn)場儀表、閥門和泵等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)過程的精確控制。如精餾塔控制系統(tǒng)，通過Profibus實(shí)時(shí)采集溫度、壓力傳感器數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)閥門開度控制物料流量和回流比，保障化工生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

（四）電力行業(yè)：在變電站內(nèi)，Profibus用于連接各種保護(hù)裝置、測控設(shè)備和智能電表等。通過Profibus網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對變電站設(shè)備的集中監(jiān)控和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，保障電力系統(tǒng)的可靠供電。

（五）交通運(yùn)輸：軌道交通地鐵、輕軌等軌道交通系統(tǒng)中，Profibus用于列車內(nèi)部設(shè)備的通信以及車站設(shè)備與列車的通信。列車的牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)通過Profibus協(xié)同工作，確保列車安全平穩(wěn)運(yùn)行；車站的自動售檢票系統(tǒng)、站臺屏蔽門系統(tǒng)與列車通過Profibus進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)營管理。

（六）樓宇自動化：在大型商業(yè)建筑和寫字樓中，Profibus用于連接空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)等。通過Profibus實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)備的集中監(jiān)控和智能化管理，根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能、舒適的目的。例如，空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度和人員活動情況，通過Profibus接收指令調(diào)節(jié)風(fēng)量和溫度。


審核編輯 黃宇